生物聚合物改良砂土或土体土水特征曲线的预测方法技术

本发明专利技术公开一种生物聚合物改良砂土或土体土水特征曲线的预测方法

【技术实现步骤摘要】
生物聚合物改良砂土或土体土水特征曲线的预测方法


[0001]本专利技术涉及生物聚合物改良土体土水特征曲线的预测方法，应用于岩土工程中生物聚合物改良土体的土工试验及模型预测
。

技术介绍

[0002]黄河中下游地区气候常年干燥，水土流失现象严重，导致植被大量减少，此类自然灾害多方面限制了该地区的发展
。
传统的河岸护坡工程多采用非环境友好型材料，随着护坡工程数量的增加，环境破坏更加严重
。
为响应黄河流域环境保护和高质量发展的国家战略，选择合适的方式防治水土流失
、
保护植被生长
、
加强生态治理尤为关键
。
生物聚合物是由植物和生物在环境中自然生产的天然聚合物，具有亲水性，黏结性，环境友好性，已广泛应用于食品
、
医疗和建筑领域
。
[0003]随着生物聚合物在岩土工程中的应用日益广泛，需要更加重视不同生物聚合物改良土体的持水特性研究，从而提高植被防护的优越效果，减少水土的流失
。
而在研究不同生物聚合物改良土体的持水特性研究中，生物聚合物改良土体的土水特征曲线是重中之重
。
[0004]目前对于改良土体持水特性的研究多集中在低吸力或高吸力范围内，研究同一土体在广吸力范围内持水特性变化过程的较少
。
改良土体饱和状态转变为非饱和状态直至完全干化的过程中，会导致生物聚合物改良土体的持水特性发生变化，这一变化可以通过土水特征曲线的趋势来体现
。r/>而关于土体持水特性理论方面的成果有很多，比如
Van Genuchten
和
Fredlund
‑
Xing
各自提出了经典的
VG
模型和
Fredlund
‑
Xing
模型用来拟合土水特征曲线
。
如果用
VG
模型和
Fredlund
‑
Xing
模型来预测改良土体的土水特征曲线，需要测量土性参数较多，并且这些模型能否计算改良土的土性参数还需进一步研究
。
此外，改良土体的生物聚合物并不是越多越好
。
因此以生物聚合物的配比
m
b
/m
s
为基本变量，建立考虑生物聚合物配比
m
b
/m
s
改良土体土水特征曲线预测模型是必要的
。
[0005]生物聚合物的种类和配比是影响改良土体持水特性的重要因素，生物聚合物在土体工程持水特性改良方面存在最优值
。
结合当前研究现状，本专利技术基于生物聚合物的配比
m
b
/m
s
，采用压力板仪
、WP4C
仪测试了生物聚合物改良土体在广吸力范围内的持水特性，提出了含有生物聚合配比
m
b
/m
s
这一参数的预测模型，为仅考虑生物聚合物配比
m
b
/m
s
快速准确获得改良土体土水特征曲线提供了科学依据
。

技术实现思路

[0006]针对现有土水特征曲线预测方法的不足，本专利技术提供一种关于不同生物聚合物配比
m
b
/m
s
快速准确获得生物聚合物改良土土水特征曲线的预测方法
。
利用压力板和
WP4C
测得广吸力下生物聚合物改良土体的土水特征曲线
。
根据测量点得到生物聚合物配比
m
b
/m
s
与土性参数
a、S
re
、m
和
n
的关系，从而得出对生物聚合物改良砂土或土体土水特征曲线的预测模型
。
仅通过生物聚合物配比
m
b
/m
s
就能预测出生物聚合物改良土体的土水特征曲线，这种预测方法操作方便，预测准确
。
[0007]本专利技术通过以下技术方案实现
[0008]一种生物聚合物改良砂土或土体土水特征曲线的预测方法，包括以下步骤：
[0009]a.
利用压力板和水势仪得到生物聚合物改良土体广吸力范围内的测量点；
[0010]b.
通过测量点得出生物聚合物改良土体的土水特征曲线；
[0011]c.
通过对生物聚合物改良土体土水特征曲线进行拟合参数分析，得出
Fredlund
‑
Xing
模型拟合改良土体土水特征曲线，利用模型计算出土性参数
a、S
re
、m
和
n
的值，找出土性参数
a、S
re
、m
和
n
与生物聚合物配比
m
b
/m
s
的关系，其中
a
为与进气值相关的土性参数
、S
re
为残余吸力
、m
为与残余含水率相关的一个土性参数
、n
为与土水特征曲线拐点出斜率相关的一个土性参数
、m
b
/m
s
为生物聚合物配比；
[0012]d.
得出以生物聚合物配比
m
b
/m
s
预测不同生物聚合物改良土体的土水特征曲线的模型
。
[0013]上述生物聚合物改良砂土或土体土水特征曲线的预测方法，所述步骤
a
中，分别利用压力板和
WP4C
量测土体在低吸力和高吸力下的土水特征曲线，使得土体的土水特征曲线在广吸力范围内是连续的
。
[0014]上述生物聚合物改良砂土或土体土水特征曲线的预测方法，所述步骤
b
中，通过测量不同配比生物聚合物改良土体的测量点，得到广吸力下不同生物聚合物改良土体的土水特征曲线
。
[0015]上述生物聚合物改良砂土或土体土水特征曲线的预测方法，所述步骤
c
中，通过广吸力下不同生物聚合物改良土体的土水特征曲线，找到生物聚合物配比
m
b
/m
s
与土性参数
a、S
re
、m
和
n
的关系，是以生物聚合物的配比
m
b
/m
s
为变量，通过
m
b
/m
s
值预测土体土性参数
a、S
re
、m
和
n
的值
。
[0016]上述生物聚合物改良砂土或土体土水特征曲线的预测方法，土性参数
a<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种生物聚合物改良砂土或土体土水特征曲线的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.
利用压力板和水势仪得到生物聚合物改良土体广吸力范围内的测量点；
b.
通过测量点得出生物聚合物改良土体的土水特征曲线；
c.
通过对生物聚合物改良土体土水特征曲线进行拟合参数分析，得出
Fredlund
‑
Xing
模型拟合改良土体土水特征曲线，利用模型计算出土性参数
a、S
re
、m
和
n
的值，找出土性参数
a、S
re
、m
和
n
与生物聚合物配比
m
b
/m
s
的关系，其中
a
为与进气值相关的土性参数
、S
re
为残余吸力
、m
为与残余含水率相关的一个土性参数
、n
为与土水特征曲线拐点出斜率相关的一个土性参数
、m
b
/m
s
为生物聚合物配比；
d.
得出以生物聚合物配比
m
b
/m
s
预测不同生物聚合物改良土体的土水特征曲线的模型
。2.
根据权利要求1所述的生物聚合物改良砂土或土体土水特征曲线的预测方法，其特征在于：所述步骤
a
中，分别利用压力板和
WP4C
量测土体在低吸力和高吸力下的土水特征曲线，使得土体的土水特征曲线在广吸力范围内是连续的
。3.
根据权利要求2所述的生物聚合物改良砂土或土体土水特征曲线的预测方法，其特征在于：所述步骤
b
中，通过测量不同配比生物聚合物改良土体的测量点，得到广吸力下不同生物聚合物改良土体的土水特征曲线
。4.
根据权利要求3所述的生物聚合物改良砂土或土体土水特征曲线的预测方法，其特征在于：所述步骤
c
中，通过广吸力下不同生物聚合物改良土体的土水特征曲线，找到生物聚合物配比
m
b
/m
s
与土性参数
a、S<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊然，贺志远，姜彤，李洪军，刘佳昊，李妍，贾艳昌，潘旭威，王少凯，赵金玓，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：